本发明属于合金球形粉末制备技术领域，设计一种二次硬化高强度a100合金钢粉末制备方法。
背景技术
二次硬化高强度合金钢是一种重要的工程材料，主要应用在航空领域，主要使用在飞机起落架、气体涡轮发动机主轴和机轮螺栓之类的紧固件。a100是是一种有c、cr和mo强化的fe-ni-co合金钢。与其它超高强度钢相比，它具有更突出的综合性能：高强度、高硬度、高断裂韧性和延展性、优良的抗疲劳性能和抗应力腐蚀开裂性能。现有技术所所制备a100粉末球形度差，且存在大量的卫星粉，粉末中还有高比例的空心粉末，采用本方法可以大大提高粉末球形度，且基本没有卫星粉的存在。
技术实现要素：
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种二次硬化高强度a100合金钢粉末制备方法，
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种二次硬化高强度a100合金钢粉末制备方法，包括以下步骤：
步骤1，a100母合金棒的熔炼，合金成分按照ams6532(a)进行合金配比：按质量分数计，铁余量，碳0.21～0.25，铬2.9～3.3，镍11～12，钴13～14，钼1.1～1.3，锰≤0.1，钛≤0.015，铝≤0.015，硅≤0.1，磷≤0.008，硫≤0.005，氧≤0.002，氮≤0.0015，磷+硫≤0.01；
步骤2，将a100合金母合金棒坯进行机加，加工后电极棒直径为20-100mm，长度为100-1000mm，电极棒直线度偏差控制在≤0.2mm/m，获得a100合金电极棒；
步骤3，将a100合金电极棒置于惰性气体密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，步骤3的a100合金电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在保护气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到a100合金球形粉末。
所述的a100合金球形粉末比表面积低，仅有0.01～0.08m2/g。
步骤4所述的a100合金球形粉末球形度大于95%。
所述的电极棒的转速为5000～35000rpm。
所述的惰性气体为氦气或氩气或二者的混合气体。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明a100合金球形粉末的制备方法，通过高速旋转离心雾化的方法制备a100合金球形粉末，最大限度地减少合金成分偏析，消除组织粗大及不均匀组织。同时可实现近净成形和自动化批量生产，有效降低金属的损耗。因其生产过程中不与坩埚和脱氧剂等混合，不怕混入杂质，所以制取成粉末具有高纯度，球形度良好，低价杂物含量等性能指标，保证了材料成分配比的正确性和均匀性。
采用prep制粉工艺可以制备球形度很高的a100合金钢粉末，粉末中无卫星粉。现有技术a100合金钢粉末比表面积大于0.1m2/g。因此，采用本方法制备高球形度的a100粉末。采用prep法制备a100合金钢粉末具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
一种二次硬化高强度a100合金钢粉末制备方法，包括以下步骤：
步骤1，a100母合金棒的熔炼；合金成分按照ams6532(a)进行合金配比；
步骤2，将a100合金母合金棒坯进行机加，加工后电极棒直径为90mm，长度为1000mm，电极棒直线度偏差控制在0.1mm/m；
步骤3，将a100合金电极棒置于含氦气的密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，步骤3的电极棒熔融金属雾化后在离心力的作用下飞出，形成细小液滴，液滴在he气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到a100合金球形粉末；
所述的电极棒的转速为5000rpm，测试粉末球形度为96%。
实施例2
一种二次硬化高强度a100合金钢粉末制备方法，包括以下步骤：
步骤1，a100母合金棒的熔炼；合金成分按照ams6532(a)进行合金配比；
步骤2，将a100合金母合金棒坯进行机加，加工后电极棒直径为50mm，长度为600mm，电极棒直线度偏差控制在0.02mm/m；
步骤3，将a100合金电极棒置于惰性气体含氩气的密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，步骤3的电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在he+ar气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到a100合金球形粉末；
所述的电极棒的转速为35000rpm，测试粉末球形度为96%。
实施例3
一种二次硬化高强度a100合金钢粉末制备方法，包括以下步骤：
步骤1，a100母合金棒的熔炼；合金成分按照ams6532(a)进行合金配比；
步骤2，将a100合金母合金棒坯进行机加，加工后电极棒直径为20mm，长度为100mm，电极棒直线度偏差控制在0.02mm/m；
步骤3，将a100合金电极棒置于惰性气体氩气的密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，步骤3的电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在ar气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到a100合金球形粉末；
所述的电极棒的转速为22000rpm，测试粉末球形度为98%。
实施例4
一种二次硬化高强度a100合金粉末制备方法，包括以下步骤：
步骤1，a100母合金棒的熔炼，合金成分按照ams6532(a)进行合金配比：按质量分数计，铁（fe）余量，碳（c）0.21～0.25，铬（cr）2.9～3.3，镍（ni）11～12，钴（co）13～14，钼（mo）1.1～1.3，锰（mn）≤0.1，钛（ti）≤0.015，铝（al）≤0.015，硅（si）≤0.1，磷（p）≤0.008，硫（s）≤0.005，氧（o）≤0.002，氮（n）≤0.0015，磷+硫（p+s）≤0.01；
步骤2，将a100合金母合金棒坯进行机加，加工后电极棒直径为100mm，长度为1000mm，电极棒直线度偏差控制在0.2mm/m，获得a100合金电极棒；
步骤3，将a100合金电极棒置于含氦气的密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，步骤3的a100合金电极棒熔融金属雾化后在离心力的作用下飞出，形成细小液滴，液滴在he气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到a100合金球形粉末；
所述的电极棒的转速为8000rpm，测试粉末球形度为97%。
实施例5
一种二次硬化高强度a100合金粉末制备方法，包括以下步骤：
步骤1，a100母合金棒的熔炼；合金成分按照ams6532(a)进行合金配比：铁（fe）余量，碳（c）0.21~0.25，铬（cr）2.9~3.3，镍（ni）11~12，钴（co）13~14，钼（mo）1.1~1.3，锰（mn）≤0.1，钛（ti）≤0.015，铝（al）≤0.015，硅（si）≤0.1，磷（p）≤0.008，硫（s）≤0.005，氧（o）≤0.002，氮（n）≤0.0015，磷+硫（p+s）≤0.01；
步骤2，将a100合金母合金棒坯进行机加，加工后电极棒直径为50mm，长度为600mm，电极棒直线度偏差控制在0.03mm/m，获得a100合金电极棒；
步骤3，将a100合金电极棒置于惰性气体含氩气的密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，步骤3的a100合金电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在he+ar气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到a100合金球形粉末；
所述的电极棒的转速为35000rpm，测试粉末球形度为98%。
实施例6
一种二次硬化高强度a100合金粉末制备方法，包括以下步骤：
步骤1，a100母合金棒的熔炼；合金成分按照ams6532(a)进行合金配比；
步骤2，将a100合金母合金棒坯进行机加，加工后电极棒直径为90mm，长度为100mm，电极棒直线度偏差控制在0.01mm/m，获得a100合金电极棒；
步骤3，将a100合金电极棒置于惰性气体氩气的密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，步骤3的a100合金电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在ar气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到a100合金球形粉末；
所述的电极棒的转速为21000rpm，测试粉末球形度为97%。